RU2765561C1 - Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys - Google Patents

Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys Download PDF

Info

Publication number
RU2765561C1
RU2765561C1 RU2021107783A RU2021107783A RU2765561C1 RU 2765561 C1 RU2765561 C1 RU 2765561C1 RU 2021107783 A RU2021107783 A RU 2021107783A RU 2021107783 A RU2021107783 A RU 2021107783A RU 2765561 C1 RU2765561 C1 RU 2765561C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casting
castings
mold
fed
rotating mold
Prior art date
Application number
RU2021107783A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Алексеевич Алпатов
Николай Дмитриевич Шанин
Виктор Иванович Тарарышкин
Сергей Георгиевич Бочвар
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
Priority to RU2021107783A priority Critical patent/RU2765561C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2765561C1 publication Critical patent/RU2765561C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/04Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of shallow solid or hollow bodies, e.g. wheels or rings, in moulds rotating around their axis of symmetry

Abstract

FIELD: foundry production.
SUBSTANCE: invention relates to the field of foundry production of aluminum and magnesium alloys, in particular to the production of castings by centrifugal casting, and can be used for the manufacture of large-sized ring castings. A method for producing ring castings from aluminum or magnesium alloys, including putting the alloy into a rotating mold, deformation treatment of castings and annealing of the resulting ring castings. The melt is fed into a rotating mold using an autonomous stationary metal dispenser located coaxially with it, consisting of a receiving bowl and a riser connected to it, having hollow nozzles at the end, each of which has a length equal to 0.7-0.95 of the inner radius of the resulting casting, and a conical channel shape tapering to the output end at an angle of α = 45-60°. In the second embodiment of the method, the melt is fed into a rotating mold using an autonomous stationary metal dispenser located coaxially with it, consisting of a receiving bowl and a riser connected to it, having at the end a horizontal disk with internal through channels whose diameter is 0.7-0.95 of the inner diameter of the resulting casting, while the channels are made with a radius of 0.25-0.45 of the inner radius of the resulting casting. Annular castings with an adjustable structure, homogeneous and fine grain in cross section are obtained.
EFFECT: low anisotropy of the mechanical properties of the semi-finished product after rolling is achieved, as well as an increase in the metal utilization factor due to a reduction in machining tolerances.
5 cl, 4 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области литейного производства алюминиевых и магниевых сплавов, в частности, к получению отливок способом центробежного литья, и может быть использовано в машиностроении, ракетостроении и самолетостроении для изготовления крупногабаритных кольцевых отливок, преимущественно толстостенных, в изложницу с вертикальной осью вращения.The invention relates to the field of foundry production of aluminum and magnesium alloys, in particular, to the production of castings by centrifugal casting, and can be used in mechanical engineering, rocket science and aircraft manufacturing for the manufacture of large-sized annular castings, mainly thick-walled ones, into a mold with a vertical axis of rotation.

Известна конструкция металлоприемника для центробежного литья, который имеет приемную полость и вертикальный канал, переходящий в горизонтальный канал по радиусу. Вертикальный канал выполнен в виде насадки конфузорного или коноидального типа с углом конусности насадки не более 30°, отношение радиуса канала к диаметру канала составляет не менее 2,0 (Патент РФ №2402403). Этот вариант конструкции неприменим к литью алюминиевых сплавов, т.к. очень трудно обеспечить внутреннюю футеровку в месте перехода по радиусу вертикального канала в горизонтальный. К тому же, для сплавов других систем (сталь, медь и т.п.) футеровка не нужна.A well-known design of a metal receiver for centrifugal casting, which has a receiving cavity and a vertical channel, turning into a horizontal channel along the radius. The vertical channel is made in the form of a packing of a confuser or conoidal type with a taper angle of the nozzle of not more than 30°, the ratio of the channel radius to the channel diameter is at least 2.0 (RF Patent No. 2402403). This design option is not applicable to casting aluminum alloys, because. it is very difficult to provide an inner lining at the point of transition along the radius of the vertical channel to the horizontal one. In addition, for alloys of other systems (steel, copper, etc.), a lining is not needed.

Известен способ литья с подачей сплава (стального) на вращающийся элемент в изложнице и разбрызгивание металла последним. При данном способе литья капли затвердевают на внутренней поверхности вращающейся формы (Патент США, №6797081, 2004). В предлагаемом варианте такой способ литья приведет к сильному окислению сплава и высокой пористости отливки.A known method of casting with the supply of alloy (steel) on a rotating element in the mold and spraying the metal last. With this casting method, the drops solidify on the inner surface of the rotating mold (US Patent, No. 6797081, 2004). In the proposed version, this method of casting will lead to strong oxidation of the alloy and high porosity of the casting.

Известны устройства для заливки металла во вращающуюся изложницу, имеющую центральный стояк с установленным в центре конусным рассекателем (и без него) и литниковые ходы (радиальные или в виде отрезка кольца) с присоединенными к ним с помощью питателей формами отливок (Патент РФ №2043826, 1995; Авт. свид. СССР №1675038, БИ №33, 1991 и Авт. свид. СССР №1650338, БИ №19, 1991). Здесь речь идет о мелких фасонных отливках, расположенных в песчаных формах и имеющих общий вертикальный канал для подвода металла.Known devices for pouring metal into a rotating mold having a central riser with a conical divider installed in the center (and without it) and gating passages (radial or in the form of a segment of a ring) with casting molds attached to them using feeders (RF Patent No. 2043826, 1995 ; Inventory certificate of the USSR No. 1675038, BI No. 33, 1991 and Inventory certificate of the USSR No. 1650338, BI No. 19, 1991). Here we are talking about small shaped castings located in sand molds and having a common vertical channel for supplying metal.

В качестве прототипа выбран способ получения крупногабаритных кольцевых полуфабрикатов из деформируемых алюминиевых сплавов способом центробежного литья в среде инертного газа. Согласно изобретению расплав подают в изложницу с максимально возможным секундным расходом, равным 1-4% в секунду в начале литья и 0,02-0,08% в секунду в конце литья от общей массы отливки при постепенном снижении расхода обратно пропорционально времени литья, а скорость вращения изложницы плавно увеличивают на 0,4-6,0% в минуту от начальной скорости, с последующей деформационной обработкой отливки путем раскатки (Патент РФ №2487776, В22Д 13/02, 2013 г.)As a prototype, a method for producing large-sized annular semi-finished products from wrought aluminum alloys by centrifugal casting in an inert gas environment was chosen. According to the invention, the melt is fed into the mold with the maximum possible flow rate per second, equal to 1-4% per second at the beginning of casting and 0.02-0.08% per second at the end of casting of the total mass of the casting with a gradual decrease in flow rate inversely proportional to the casting time, and the mold rotation speed is smoothly increased by 0.4-6.0% per minute from the initial speed, followed by deformation processing of the casting by rolling (RF Patent No. 2487776, V22D 13/02, 2013)

Недостатками данного способа литья является получаемая крайне неоднородная структура отливки и большие припуски на механическую обработку (обточку) заготовки.The disadvantages of this method of casting is the resulting extremely inhomogeneous structure of the casting and large allowances for machining (turning) of the workpiece.

К тому же, при подаче расплава в изложницу концентрированной струей она разрывается на вращающейся подложке на хаотичные сгустки и капли, а само описание способа имеет несколько неопределенных формулировок:In addition, when the melt is fed into the mold with a concentrated jet, it is torn on a rotating substrate into chaotic clots and drops, and the description of the method itself has several vague formulations:

- отличительный признак: «… расплавляют с расходом … 0,02-0,08% в секунду в конце литья» не локализован по времени. Точнее, необходимо говорить о времени затвердевания отливки, а не о времени литья;- a distinctive feature: "... melted with a flow rate of ... 0.02-0.08% per second at the end of casting" is not localized in time. More precisely, it is necessary to talk about the solidification time of the casting, and not about the casting time;

- не конкретно определено действие «постепенно снижать расход обратно пропорционально времени литья»;- the action "gradually reduce the flow rate inversely proportional to the casting time" is not specifically defined;

- нет четкого выражения параметра «начальная скорость вращения изложницы»;- there is no clear expression of the parameter "initial mold rotation speed";

- не обозначен интервал значений начальной скорости.- the range of values of the initial speed is not indicated.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества отливки за счет уменьшения окисления расплава при центробежном литье. Для достижения этой цели расплав подают во вращающуюся изложницу с помощью стационарного автономного (неподвижного) дозатора-металлоприемника, расположенного соосно с изложницей на крышке камеры. Дозатор состоит из приемной чаши, соединенного с ней стояка, на конце которого имеются патрубки, подводящие струи как можно ближе к внутренней поверхности кольцевой отливки.The technical objective of the present invention is to improve the quality of the casting by reducing the oxidation of the melt during centrifugal casting. To achieve this goal, the melt is fed into a rotating mold using a stationary stand-alone (fixed) dispenser-metal receiver located coaxially with the mold on the chamber cover. The dispenser consists of a receiving bowl, a riser connected to it, at the end of which there are nozzles that bring jets as close as possible to the inner surface of the annular casting.

Расход металла (скорость литья) определяется диаметром каналов в патрубках, количеством последних и высотой столба расплава в металлоприемнике. Металлоприемник установлен с возможностью вертикального перемещения. Основное требование к изменению положения по вертикали столба жидкости и самого металлоприемника: вытекающая струя должна попадать на внутреннюю поверхность изложницы в пределах высоты последней.Metal consumption (casting speed) is determined by the diameter of the channels in the nozzles, the number of the latter and the height of the melt column in the metal receiver. The metal receiver is installed with the possibility of vertical movement. The main requirement for changing the vertical position of the liquid column and the metal receiver itself: the outflowing jet must fall on the inner surface of the mold within the height of the latter.

Предлагаемый вариант способа литья значительно уменьшает разбрызгивание струи при ударе в начале литья о поверхность изложницы и далее о слой жидкого металла.The proposed version of the casting method significantly reduces the spattering of the jet upon impact at the beginning of casting on the surface of the mold and then on the layer of liquid metal.

Для получения эффекта измельчения зерна отливки в сплав рекомендуется одновременно вводить металлы-модификаторы: Nb, Ti, W, Та, V по 0,01-0,05% каждого. Совместное введение этих металлов намного сильнее измельчает зерно отливки, чем суммарное количество одного из них, например:To obtain the effect of casting grain refinement, it is recommended to simultaneously introduce modifier metals into the alloy: Nb, Ti, W, Ta, V, 0.01-0.05% each. The joint introduction of these metals grinds the casting grain much more than the total amount of one of them, for example:

0,02Nb+0,02Ti+0,02W+0,02Та+0,02V.0.02Nb+0.02Ti+0.02W+0.02Ta+0.02V.

В качестве других способов измельчения структуры можно использовать, например, непрерывное модифицирование прутковой лигатурой AlTiB, AlTiC.As other methods of structure refinement, for example, continuous modification with AlTiB, AlTiC wire alloy can be used.

Вместо патрубков можно применить разборный диск с каналами из малотеплопроводной керамики, который состоит из двух половинок, а в нижней выполнены горизонтальные каналы для тангенциального выхода струи. Радиус каналов равен 0,25-0,45 R, где R - внутренний радиус кольцевой отливки. Такая конструкция обеспечивает «мягкий» подвод струи к поверхности (изложницы) отливки и тем самым устраняет (как минимум, резко уменьшает) разбрызгивание металла, повышая качество отливки.Instead of nozzles, you can use a collapsible disk with channels made of low-heat-conducting ceramics, which consists of two halves, and horizontal channels are made in the bottom for a tangential jet exit. The channel radius is 0.25-0.45 R, where R is the inner radius of the annular casting. This design provides a "soft" jet supply to the surface (mould) of the casting and thereby eliminates (at least sharply reduces) metal spatter, increasing the quality of the casting.

Конструкция предлагаемого дозатора-металлоприемника с диском имеет более простой вид, чем конструкция с патрубком, особенно в отношении обязательной футеровки. Дозатор крепится на камере литьевой машины, а его нижняя часть располагается на определенной высоте относительно дна изложницы. Аргон подается не снизу через полый приводной вал, а сверху через коаксиально расположенную трубу вокруг вертикального стояка дозатора-металлоприемника, что значительно упрощает работу всей системы.The design of the proposed dispenser-metal receiver with a disk has a simpler appearance than the design with a branch pipe, especially in relation to the mandatory lining. The dispenser is mounted on the chamber of the injection molding machine, and its lower part is located at a certain height relative to the bottom of the mold. Argon is supplied not from below through a hollow drive shaft, but from above through a coaxially located pipe around the vertical riser of the metal receiver, which greatly simplifies the operation of the entire system.

Расход металла регулируется изменением высоты столба жидкого сплава в дозаторе, а также с помощью катушек-соленоидов, надетых на патрубки, через подачу на них электрического тока низкого напряжения.The metal consumption is regulated by changing the height of the liquid alloy column in the dispenser, as well as by means of solenoid coils put on the nozzles by applying low voltage electric current to them.

Движение частиц струи, вытекающей из насадки, представляет собой параболу и определяется уравнением:The motion of the particles of the jet flowing from the nozzle is a parabola and is determined by the equation:

Figure 00000001
Figure 00000001

где у - координата движения в вертикальном направлении;where y is the coordinate of movement in the vertical direction;

х - координата движения в горизонтальном направлении;x is the coordinate of movement in the horizontal direction;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с;g - free fall acceleration equal to 9.8 m/s;

Vo - скорость истечения струи.V o - the speed of the jet.

Скорость истечения струи Vo рассчитывается по формуле:The velocity of the jet V o is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где ϕ - коэффициент истечения, равный 0,82 для цилиндрических насадок и 0,96 для конических сходящихся насадок;where ϕ is the outflow coefficient equal to 0.82 for cylindrical nozzles and 0.96 for conical converging nozzles;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с;g - free fall acceleration equal to 9.8 m/s;

H - высота столба жидкости, м.H is the height of the liquid column, m.

Таким образом, уравнение движения частиц струи приобретает следующий вид:Thus, the equation of motion of the jet particles takes the following form:

Figure 00000003
Figure 00000003

где у - координата движения в вертикальном направлении;where y is the coordinate of movement in the vertical direction;

х - координата движения в горизонтальном направлении;x is the coordinate of movement in the horizontal direction;

H - высота столба жидкости, м.H is the height of the liquid column, m.

Дальность полета струи рассчитывается по формуле:The jet flight range is calculated by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

Отклонение вертикальной составляющей движения у (см) рассчитывается в зависимости от высоты столба жидкости Н (м) для конкретных значений X (м), т.е. от толщины кольцевой отливки: 0,25; 0,3; 0,35; 0,4 м. (Фиг. 1 и Фиг. 2).The deviation of the vertical component of motion y (cm) is calculated depending on the height of the liquid column H (m) for specific values of X (m), i.e. from the thickness of the ring casting: 0.25; 0.3; 0.35; 0.4 m (Fig. 1 and Fig. 2).

Практическое применение вышеуказанных расчетов можно показать на следующем примере, представленном на Фиг. 3, а именно: из стакан-дозатора 1 по металлоприемнику 2 в изложницу 3, имеющую размер ∅ 1200×600 мм, отливается заготовка толщиной 300 мм. Высота столба жидкости определяется как Н=0,4 м, параметр у получается равным у=8,37 см. Следовательно, струя 2 будет падать на стенку изложницы в точку, отстоящую от осевой линии насадки на 8,37 см.The practical application of the above calculations can be shown in the following example shown in FIG. 3, namely: from the cup-dispenser 1 along the metal receiver 2 into the mold 3, having a size of ∅ 1200×600 mm, a billet 300 mm thick is cast. The height of the liquid column is defined as H = 0.4 m, the parameter y is equal to y = 8.37 cm. Therefore, jet 2 will fall on the wall of the mold to a point 8.37 cm away from the center line of the nozzle.

Таким образом, исходя из расчетных значений высоты изложницы размещается стояк, а изменением высоты столба Н регулируется дальность полета струи в процессе затвердевания (формирования) отливки.Thus, based on the calculated values of the height of the mold, a riser is placed, and by changing the height of the column H, the flight range of the jet in the process of solidification (formation) of the casting is regulated.

Расход металла Q определяется по формуле:Metal consumption Q is determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где μ - коэффициент расхода;where μ is the flow rate;

F - площадь сечения отверстия;F is the cross-sectional area of the hole;

g - ускорение свободного падения, равное 9,8 м/с;g - free fall acceleration equal to 9.8 m/s;

H - высота столба жидкости, м.H is the height of the liquid column, m.

Для большинства случаев истечения воды из круглых отверстий (при d>10 мм) приближенно μ=0,6-0,62.For most cases of water outflow from round holes (at d>10 mm) approximately μ=0.6-0.62.

Более точно:

Figure 00000006
при
Figure 00000007
More accurately:
Figure 00000006
at
Figure 00000007

Были проведены опыты для определения действительных значений расхода металла Q, дальности истечения струи x и перемещения струи по вертикали Y в зависимости от гидростатического напора Н применительно к реальной отливке размером ∅ 1200×700 мм (толщина слоя x=250 мм) и изложнице высотой 250 мм.Experiments were carried out to determine the actual values of the metal consumption Q, the range of the jet outflow x and the vertical displacement of the jet Y depending on the hydrostatic head H in relation to a real casting with a size of ∅ 1200 × 700 mm (layer thickness x=250 mm) and a mold with a height of 250 mm .

Был рассчитан диаметр канала патрубка d, обеспечивающий расход 10 кг/с при высоте столба Н=0,49 м (показание взято для удобства вычислений).The nozzle channel diameter d was calculated, providing a flow rate of 10 kg/s at a column height of H=0.49 m (the indication was taken for ease of calculation).

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

отсюда

Figure 00000010
from here
Figure 00000010

Соответственно, при двух патрубках расход составит ~ 20 кг/с, а диаметр вертикальной части металлоприемника будет равным:Accordingly, with two nozzles, the flow rate will be ~ 20 kg / s, and the diameter of the vertical part of the metal receiver will be equal to:

Figure 00000011
Figure 00000011

Расширенная часть металлоприемника (дозатор) изготовляется высотой 200 мм. Вытекающую из канала (патрубка) струю желательно направлять к стенке изложницы не под прямым углом (перпендикулярно), а тангенциально, для чего патрубок нужно ориентировать в пространстве под некоторым углом, взятым, например, из соотношения R/r, где R - внутренний радиус отливки, r - радиус поворота канала. Однако на практике это сделать достаточно трудно, так как патрубки нужно изнутри футеровать, поэтому альтернативой может быть конструкция в виде диска с внутренними каналами любой формы в сечении (Фиг. 4).The expanded part of the metal receiver (dispenser) is manufactured with a height of 200 mm. It is desirable to direct the jet flowing from the channel (pipe) to the mold wall not at a right angle (perpendicular), but tangentially, for which the nozzle must be oriented in space at a certain angle, taken, for example, from the ratio R/r, where R is the inner radius of the casting , r - channel turning radius. However, in practice this is quite difficult to do, since the nozzles need to be lined from the inside, so a disk-shaped design with internal channels of any shape in cross section can be an alternative (Fig. 4).

В устройстве - аналоге (патент РФ №2402403) вертикальный канал переходит в горизонтальный по радиусу R, отношение величины которого к диаметру горизонтального канала r составляет R/r ≥ 2. В предлагаемом случае речь идет о конфигурации горизонтального канала. Здесь важен угол встречи струи с жидким поверхностным слоем отливки (первоначально с изложницей) (α). Чем больше α, тем меньше дальность полета струи металла, тем меньше напор Н. С уменьшением α будет меньше брызг, слабее воздействие на затвердевающую корку и, следовательно, меньше разнозернистость отливки. Оптимальным углом встречи струи с жидким поверхностным слоем отливки является угол 45 - 60 градусов.In the analog device (RF patent No. 2402403), the vertical channel passes into the horizontal one along the radius R, the ratio of which to the diameter of the horizontal channel r is R/r ≥ 2. In the proposed case, we are talking about the configuration of the horizontal channel. Here the angle of meeting of the jet with the liquid surface layer of the casting (initially with the mold) (α) is important. The greater α, the shorter the flight range of the metal jet, the lower the pressure H. With a decrease in α, there will be less spatter, a weaker effect on the hardening crust and, consequently, less unevenness of the casting. The optimal angle of the jet meeting with the liquid surface layer of the casting is an angle of 45 - 60 degrees.

Пример осуществленияImplementation example

Изложница размером ∅ 1200×700 мм, высотой 250 мм, сплав АМг6. Параметры литья: температура 760-780°С, скорость вращения (об/мин) и расход металла (скорость литья) те же, что и в выбранном прототипе, литье в среде аргона.Mold size ∅ 1200×700 mm, height 250 mm, alloy AMg6. Casting parameters: temperature 760-780°C, rotation speed (rpm) and metal consumption (casting speed) are the same as in the selected prototype, casting in argon.

Стационарный металлоприемник высотой (столба металла) 0,4 м, внутренний диаметр приемной части 100 мм, два патрубка длиной (от оси вращения) 280 мм, диаметр каналов 15 мм. Вытекающий из патрубков расплав попадал на поверхность изложницы на расстоянии 1/2 - 1/3 высоты ее от дна (по расчету).Stationary metal receiver with a height (metal column) of 0.4 m, the inner diameter of the receiving part is 100 mm, two nozzles with a length (from the axis of rotation) 280 mm, a channel diameter of 15 mm. The melt flowing out of the nozzles fell on the surface of the mold at a distance of 1/2 - 1/3 of its height from the bottom (by calculation).

Начальная скорость вращения изложницы составляла 200 об/мин в течение ~ 5 с, затем плавно повышали скорость вращения в течение 3-х мин до скорости 350 об/мин; начальный расход металла 40-45 кг/с в течение 2 с и плавное снижение расхода к концу литья до 20-25 кг/с в течение 5 мин.The initial rotation speed of the mold was 200 rpm for ~ 5 s, then the rotation speed was gradually increased over 3 minutes to a speed of 350 rpm; the initial consumption of metal is 40-45 kg/s for 2 s and a gradual decrease in consumption by the end of casting to 20-25 kg/s for 5 minutes.

Кольцевая заготовка обтачивалась до нужных размеров. Под небольшим увеличением (кратность - х4) визуально осматривалась обточенная внутренняя и внешняя поверхности отливки (по диаметру) на предмет обнаружения дефектов в виде грубых окисных пленок.The ring blank was turned to the required dimensions. Under a small increase (multiplicity - x4), the turned inner and outer surfaces of the casting (in diameter) were visually examined for defects in the form of coarse oxide films.

Далее отливка раскатывалась до ∅ 2100×1800 мм, затем из нее вырезали образцы на испытания механических свойств в долевом направлении (по заводским требованиям).Next, the casting was rolled out to ∅ 2100 × 1800 mm, then samples were cut out of it for testing mechanical properties in the shared direction (according to factory requirements).

Качество раскатанного кольца контролировалось на наличие расслоений (длина штрихов и их количество на площади внешней и внутренней поверхности кольца).The quality of the rolled ring was controlled for the presence of delaminations (the length of the strokes and their number on the area of the outer and inner surface of the ring).

Результаты контроля показали, что в литом состоянии:The results of the control showed that in the cast state:

- размер зерна и разнозернистость по толщине отливки примерно одинакова как в случае литья по режиму прототипа, так и по предлагаемому способу;- the grain size and different-grain thickness of the casting is approximately the same in the case of casting according to the mode of the prototype, and according to the proposed method;

- на прототипе заметно больше окисных включений на внешней поверхности, поэтому он имеет больший припуск на механическую обработку;- on the prototype, there are noticeably more oxide inclusions on the outer surface, so it has a larger allowance for machining;

- на раскатанных кольцах в случае прототипа встречаются расслоения длиной от 5 до 10 мм (штрихи) в количестве 54 шт. на двух поверхностях (в сумме). В кольце, изготовленном по предлагаемому способу, расслоений меньше (длина штрихов от 1 до 6 мм, их количество 33 шт.).- on the rolled rings in the case of the prototype, there are delaminations from 5 to 10 mm long (strokes) in the amount of 54 pcs. on two surfaces (in total). In the ring made according to the proposed method, there are fewer bundles (the length of the strokes is from 1 to 6 mm, their number is 33 pieces).

- механические свойства в обоих случаях примерно одинаковы (в долевом направлении):

Figure 00000012
Figure 00000013
- mechanical properties in both cases are approximately the same (in the shared direction):
Figure 00000012
Figure 00000013

δ ≈ 17%;δ ≈ 17%;

- при режиме литья (и конструктивном оформлении) по прототипу металл в большей мере загрязнен окисными пленами.- in the casting mode (and design) according to the prototype, the metal is more contaminated with oxide films.

Claims (5)

1. Способ получения кольцевых заготовок из алюминиевых или магниевых сплавов, включающий литье сплава во вращающуюся изложницу, деформационную обработку отливок и отжиг полученных кольцевых заготовок, отличающийся тем, что расплав подают во вращающуюся изложницу с помощью расположенного соосно с ней автономного неподвижного дозатора-металлоприемника, состоящего из приемной чаши и соединенного с ней стояка, имеющего в конце полые патрубки, каждый из которых имеет длину, равную 0,7-0,95 от величины внутреннего радиуса получаемой отливки, и коническую форму канала, сужающегося к выходному концу на угол α=45-60°.1. A method for producing ring blanks from aluminum or magnesium alloys, including casting an alloy into a rotating mold, deformation processing of castings and annealing of the resulting ring blanks, characterized in that the melt is fed into a rotating mold using an autonomous fixed metal receiver located coaxially with it, consisting from the receiving bowl and the riser connected to it, having hollow pipes at the end, each of which has a length equal to 0.7-0.95 of the value of the inner radius of the resulting casting, and a conical channel shape, tapering towards the outlet end at an angle α=45 -60°. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в изложницу подают инертный газ через коаксиально расположенную трубу вокруг стояка дозатора-металлоприемника.2. The method according to p. 1, characterized in that the inert gas is fed into the mold through a coaxially located pipe around the riser of the dispenser-metal receiver. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что каждый патрубок снабжен катушкой-соленоидом, на которую подают регулируемое электрическое напряжение.3. The method according to p. 1, characterized in that each branch pipe is equipped with a solenoid coil, which is supplied with an adjustable electrical voltage. 4. Способ получения кольцевых заготовок из алюминиевых или магниевых сплавов, включающий литье сплава во вращающуюся изложницу, деформационную обработку отливок и отжиг полученных кольцевых заготовок, отличающийся тем, что расплав подают во вращающуюся изложницу с помощью расположенного соосно с ней автономного неподвижного дозатора-металлоприемника, состоящего из приемной чаши и соединенного с ней стояка, имеющего на конце горизонтальный диск с внутренними сквозными каналами, диаметр которых равен 0,7-0,95 от величины внутреннего диаметра получаемой отливки, при этом каналы выполнены с радиусом 0,25-0,45 от внутреннего радиуса получаемой отливки.4. A method for producing annular blanks from aluminum or magnesium alloys, including casting an alloy into a rotating mold, deformation processing of castings and annealing of the obtained annular blanks, characterized in that the melt is fed into a rotating mold with the help of an autonomous fixed batcher-metal receiver located coaxially with it, consisting from the receiving bowl and the riser connected to it, having at the end a horizontal disk with internal through channels, the diameter of which is equal to 0.7-0.95 from the value of the inner diameter of the resulting casting, while the channels are made with a radius of 0.25-0.45 from inner radius of the resulting casting. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в изложницу подают инертный газ через коаксиально расположенную трубу вокруг стояка дозатора-металлоприемника.5. The method according to claim 4, characterized in that an inert gas is fed into the mold through a coaxially located pipe around the riser of the metal-receiving dispenser.
RU2021107783A 2021-03-24 2021-03-24 Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys RU2765561C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107783A RU2765561C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107783A RU2765561C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2765561C1 true RU2765561C1 (en) 2022-02-01

Family

ID=80214555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107783A RU2765561C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2765561C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1694334A1 (en) * 1989-02-10 1991-11-30 Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам Centrifugal casting of piston rings and the corresponding moulds
JPH06625A (en) * 1992-06-18 1994-01-11 Mitsubishi Materials Corp Casting apparatus
RU2173235C2 (en) * 1995-11-16 2001-09-10 Синтеркаст АБ Method of producing castings from preliminarily treated metal melt
RU2402403C2 (en) * 2008-12-22 2010-10-27 Елена Владимировна Сухорукова Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis
RU120026U1 (en) * 2012-04-03 2012-09-10 Николай Дмитриевич Шанин DEVICE FOR CENTRIFUGAL CASTING OF RING CASTINGS IN AN INERT GAS
RU2487776C1 (en) * 2012-04-03 2013-07-20 Николай Дмитриевич Шанин Method of producing large-size annular semis from wrought aluminium alloys
RU2520249C2 (en) * 2012-04-03 2014-06-20 Николай Дмитриевич Шанин Device for making ring ingots from magnesium alloy by spun casting in inert gas medium
JP6000625B2 (en) * 2011-09-07 2016-10-05 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Light emitting element

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1694334A1 (en) * 1989-02-10 1991-11-30 Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам Centrifugal casting of piston rings and the corresponding moulds
JPH06625A (en) * 1992-06-18 1994-01-11 Mitsubishi Materials Corp Casting apparatus
RU2173235C2 (en) * 1995-11-16 2001-09-10 Синтеркаст АБ Method of producing castings from preliminarily treated metal melt
RU2402403C2 (en) * 2008-12-22 2010-10-27 Елена Владимировна Сухорукова Iron receiver for centrifugal casting with vertical rotational axis
JP6000625B2 (en) * 2011-09-07 2016-10-05 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Light emitting element
RU120026U1 (en) * 2012-04-03 2012-09-10 Николай Дмитриевич Шанин DEVICE FOR CENTRIFUGAL CASTING OF RING CASTINGS IN AN INERT GAS
RU2487776C1 (en) * 2012-04-03 2013-07-20 Николай Дмитриевич Шанин Method of producing large-size annular semis from wrought aluminium alloys
RU2520249C2 (en) * 2012-04-03 2014-06-20 Николай Дмитриевич Шанин Device for making ring ingots from magnesium alloy by spun casting in inert gas medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4830084A (en) Spray casting of articles
US10711617B2 (en) Casting method, apparatus and product
US6755239B2 (en) Centrifugal casting of titanium alloys with improved surface quality, structural integrity and mechanical properties in isotropic graphite molds under vacuum
CN102626771B (en) Water-cooling casting method and device of hollow pipe blank
US5954112A (en) Manufacturing of large diameter spray formed components using supplemental heating
EP0517882B1 (en) Metal spray forming using multiple nozzles
MX2014011691A (en) Continuous casting equipment.
CN202517011U (en) Hollow billet water cooling casting device
EP1025933B1 (en) Immersion nozzle
RU2765561C1 (en) Method for casting ring castings from aluminum or magnesium alloys
Wei et al. Centrifugal casting
CN110125408B (en) Method for preparing high alloy tool and die steel hollow pipe blank
WO1982003809A1 (en) Apparatus for spraying metal or other material
JPH03110048A (en) Tundish stopper
KR100805729B1 (en) Apparatus for spray casting of blooms with moving type substrate
RU2762692C1 (en) Method for casting ring blanks from aluminum or magnesium alloys
EP4139069B1 (en) Submerged nozzle with rotatable insert
CN112008049B (en) Additive manufacturing system for printing steel ingot
RU2699888C1 (en) Method for small-sized centrifugal pump impeller manufacturing
Haughwout Centrifugal casting processes
JPS61150767A (en) Method and device for manufacturing block consisting of metal
EP2501507B1 (en) Continuous casting nozzle for a rod, wire or pipe in upward vertical metal casting
RU2643850C1 (en) Method for producing thin-walled tube blank
JPH0550187A (en) Method for continuously casting complex metal material
Sinel’nikov et al. Production of high-quality slabs during continuous casting of cracking-sensitive steel: Part 2